Digitalisierung im Hafen: Containerumschlag soll effizienter werden

Kurze Lösch- und Ladezeiten sind ein wesentlicher Wettbewerbsvorteil für Häfen. Eine entscheidende Rolle können dabei die Portalhubwagen einnehmen. Diese Spezialfahrzeuge befördern die Container auf den Terminals. Je besser ihr Einsatz organisiert ist, desto kürzer müssen die Schiffe am Kai liegen, was sich erheblich auf die Effizienz von Containerterminals auswirkt. Um die Umschlagleistung sowie die Sicherheit deutscher Seehäfen zu erhöhen, haben das Bremer Institut für Produktion und Logistik (BIBA) an der Universität Bremen und der Terminalbetreiber Eurogate ein Projekt zur Realisierung eines automatisierten, vernetzten Portalhubwagensystems gestartet.

Unter dem Motto “Auf dem Weg zum Hafen 4.0” hatte das Bundesministerium für Verkehr und digitale Infrastruktur (BMVI) im September vergangenen Jahres dazu aufgerufen, sich mit Forschungs- und Entwicklungsvorhaben im neuen 64 Millionen Euro umfassenden Förderprogramm “Innovative Hafentechnologien” (Ihatec) zu bewerben. Mit ihrem Antrag “Erforschung und Evaluation eines Automatischen Containerumschlags unter Einsatz von Straddle Carriern” waren die beiden langjährigen Partner Eurogate und BIBA erfolgreich: Das BMVI fördert das Projekt mit 9,5 Millionen Euro.

Kern der Forschung: Steuerung und Sicherheit unbemannter Straddle Carrier

Um die Liegezeiten im Hafen möglichst kurz zu halten, bedarf es einer sehr guten Organisation von Be- und Entladevorgängen. Eine Schlüsselfunktion hat dabei die Steuerung der Portalhubwagen, auch “Van Carrier” oder “Straddle Carrier” genannt. Sie übernehmen die Container nach der Entladung durch die Containerbrücken an der Kaikante und bringen sie zu den Lagerreihen oder den Verladestellen im Hafen. Beim Beladen von Schiffen erfolgt dies in umgekehrter Reihenfolge.

In dem Projekt werden die Einsatzmöglichkeiten für fahrerlose Straddle Carrier (Auto-SC) ermittelt und deren Betriebseigenschaften sowohl in technischer als auch in logistischer Hinsicht erprobt. Dabei soll ein automatisiertes und vernetztes System von Portalhubwagen als Pilotanlage unter norddeutschen Klimabedingungen erforscht werden. Ziel ist es, das System in bereits bestehende, hoch ausgelastete Mega-Containerterminals einführen zu können – ohne Einbußen an Kapazität und Leistungsfähigkeit.

Die Projektpartner untersuchen dazu die betrieblichen, sicherheits- und umwelttechnischen Gegebenheiten in den deutschen Häfen sowie die wirtschaftlichen Aspekte und Risiken für eine Automatisierung des Containerumschlags. Dazu führen sie Simulationen durch und realisieren ein Pilotsystem.

Erarbeitet wird auch ein Sicherheitskonzept für den Einsatz von Auto-SC unter Einhaltung nationaler und europäischer Standards zur Personensicherheit. Es gilt, Kollisionen von Auto-SC mit Menschen oder Objekten zu vermeiden. Im Fokus stehen daher unter anderem die Mensch-Maschine-Interaktion sowie die Sensor- und Ortungstechnik. Eine weitere Herausforderung sind die rauen norddeutschen Klimabedingungen.

“Das System soll wirtschaftlich skalierbar sein, um sowohl eine geringe als auch eine hohe Anzahl an Auto-SC steuern zu können”, sagt BIBA-Wissenschaftler Stephan Oelker. “Eine der größten Herausforderungen im Projekt ist die softwaretechnische Koordination der Bewegungen der automatischen Straddle Carrier. So gilt es unter anderem, eine IT-Lösung zur Flottensteuerung dieser Auto-SC in Verbindung mit dem jeweiligen Terminal Operating System zu realisieren.”

Von einer zentralen Bedeutung sei zudem die Gestaltung der vielen Schnittstellen zwischen den involvierten Systemen. “Wir wollen Standards entwickeln, die eine anbieterunabhängige Übertragbarkeit auf möglichst viele Häfen gewährleistet.”